package ai.zixing.stack;

public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        String expression = "3000+2*6-2";
        ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
        ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(10);
        // 扫描
        int index = 0;
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int oper = 0;
        int res = 0;
        // 将每次扫描得到的char保存到ch
        char ch = ' ';
        // 用于拼接多位数
        String keepNum = "";
        // 开始循环扫描expression
        while (true) {
            // 依次得到expression的每一个字符
            ch = expression.substring(index, index + 1).charAt(0);
            // 判断 ch 是啥
            if (operStack.isOper(ch)) { // 如果是运算符
                // 判断当前的符号栈是否为空
                if (!operStack.isEmpty()) {
                    // 符号栈有操作符，则需要比较优先级
                    // 如果当前的操作符的优先级小于或等于栈中的操作符，
                    // 这时就需要从数栈中 pop中两个数，在从符号栈中pop出一个符号，进行运算
                    if (operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())) {
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        oper = operStack.pop();
                        res = numStack.cal(num1, num2, oper);
                        // 把运算的结果入数栈
                        numStack.push(res);
                        // 把当前的操作符入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    } else { // 当前操作符的优先级大于栈中的操作符，就直接入栈
                        operStack.push(ch);
                    }
                } else {
                    // 如果为空则直接入栈
                    operStack.push(ch);
                }
            } else { // 如果是数，则直接入栈
                // char 转化为数字
//                numStack.push(ch - 48);
                // 分析： 1. 当处理多位数时，不能发现一个数就立即入数栈，可能数多位数
                // 2. 在处理数时，需要向 expression 的表达时的index后在看一位，如果是数，则继续扫描，
                // 如果是符号才入栈
                // 3. 定义一个变量，拼接多位数
                keepNum += ch;
                // 如果 ch 已经是 expression 的最后一位，则直接入栈
                if (index == expression.length() - 1) {
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                } else {
                    // 只是看后一位，不是 index++
                    if (operStack.isOper(expression.substring(index + 1, index + 2).charAt(0))) {
                        // 如果后一位是操作符，则入栈
                        numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                        // 重要！！！！！！！！！！ keepNum 清空
                        keepNum = "";
                    }
                }
            }
            // 让 index + 1 ，并判断是否扫描到 expression 最后
            index++;
            if (index >= expression.length()) {
                break;
            }
        }
        // 当表达式扫描完毕，就顺序的从数栈和符号栈中pop出相应的数和符号，并运算
        while (true) {
            // 如果符号栈为空，则计算到最后的结果，数栈中只有一个数字【结果】
            if (operStack.isEmpty()) {
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res = numStack.cal(num1, num2, oper);
            numStack.push(res);
        }
        System.out.printf("表达式 %s = %d", expression, numStack.pop());
    }
}

/**
 * 定义一个 ArrayStack 表示栈
 */
class ArrayStack2 {
    /**
     * 栈的大小
     */
    private int maxSize;

    /**
     * 数组，模拟栈
     */
    private int[] stack;

    /**
     * 栈顶，初始化为 -1
     */
    private int top = -1;

    public ArrayStack2(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }

    /**
     * 栈满
     *
     * @return boolean
     */
    public boolean isFull() {
        return top == maxSize - 1;
    }

    // 栈空
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

    // 入栈 - push
    public void push(int value) {
        // 先判断栈是否满
        if (isFull()) {
            System.out.println("栈满");
            return;
        }
        top++;
        stack[top] = value;
    }

    // 出栈 - pop，将栈的数据返回
    public int pop() {
        // 先判断是否为空
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("栈空，无数据");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }

    // 遍历栈，从栈顶开始显示数据
    public void list() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("栈空 ");
            return;
        }
        // 需要从栈顶开始显示数据
        for (int i = top; i >= 0; i--) {
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n", i, stack[i]);
        }
    }

    // 返回当前栈顶的值，不取出
    public int peek() {
        return stack[top];
    }

    // 返回运算符的优先级，由程序员确定，用数字表示
    // 数字越大，则优先级越高
    // 假定目前只有 + ，-，* ，/
    public int priority(int oper) {
        if (oper == '*' || oper == '-') {
            return 1;
        } else if (oper == '+' || oper == '-') {
            return 0;
        } else {
            return -1;
        }
    }

    // 判断是不是一个运算符
    public boolean isOper(char val) {
        return val == '*' || val == '/' || val == '+' || val == '-';
    }

    // 计算方法
    public int cal(int numl, int num2, int oper) {
        int res = 0;
        switch (oper) {
            case '+':
                res = numl + num2;
                break;
            case '-':
                res = num2 - numl;
                break;
            case '*':
                res = numl * num2;
                break;
            case '/':
                res = num2 / numl;
                break;
            default:
                break;
        }
        return res;
    }
}



